Orientadores: Anete Pereira de Souza, Antonio Augusto Franco Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-19T06:27:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marconi_ThiagoGibbin_D.pdf: 16468359 bytes, checksum: 01e191ac164eff1d269733328f5be31e (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A utilização dos marcadores moleculares em estudos de mapeamento genético e de QTLs (Quantitative Trait Loci) tem proporcionado um importante progresso no conhecimento da genética e da estrutura genômica da cana-de-açúcar. O projeto de sequenciamento de ESTs (Expressed Sequence Tags) do programa Genoma da FAPESP (SUCEST) identificou aproximadamente 43 mil clusters que representam os genes de cana-de-açúcar. Sabe-se que os ESTs apresentam grande potencial para serem utilizados no desenvolvimento de marcadores genético-moleculares. Tendo em vista os avanços possíveis no melhoramento genético da cana-de-açúcar com a construção de um mapa genético funcional a partir de ESTs de interesse, este trabalho teve como objetivos o mapeamento genético em uma população F1 de cana-de-açúcar utilizando marcadores moleculares do tipo EST-SSRs (Expressed Sequence Tags - Simple Sequence Repeats) e SNP (Single Nucleotide Polymorphism), desenvolvidos a partir de seqüências ESTs homólogas a genes de interesse. Os SNPs desenvolvidos e mapeados demonstraram novos tipos de segregações possíveis de serem incorporadas ao mapeamento genético em cana-de-açúcar, representando avanços para a análise genética de poliplóides e possibilitando a saturação do mapa genético com marcadores completamente informativos. Os marcadores moleculares EST-SSRs e SNPs desenvolvidos e integrados ao mapa genético da cana-de-açúcar aumentaram sua resolução e também as possibilidades de mapeamento dos QTLs com maior precisão / Abstract: The use of molecular markers in genetic mapping studies and QTL (Quantitative Trait Loci) has provided an important advance in knowledge of genetics and genomic structure of sugarcane. The sequencing project of ESTs (Expressed Sequence Tags) form FAPESP's Genome Program (SUCEST) identified approximately 43 000 clusters representing the sugarcane genes. It is known that the ESTs have great potential for use in the development of genetic molecular markers. Given the possible advances in genetic breeding of sugarcane with the construction of a functional genetic map from ESTs of interest, the aim of this study was the construction of a genetic map in a F1 population of sugarcane using molecular markers EST-SSR (Expressed Sequence Tags - Simple Sequence Repeats) and SNP (Single Nucleotide Polymorphism) derived from ESTs sequences homologous to genes of interest. The developed and mapped SNPs demonstrated new types of segregation ratio that could be incorporated in the genetic mapping of sugarcane, representing advances for the genetic analysis of polyploid and allowing the saturation of the genetic map with fully informative markers. The EST-SSR markers and SNPs developed and integrated into the genetic map of sugarcane increased the resolution, coverage of the genome and also the possibilities of mapping QTLs with greater precision / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientadores: Anete Pereira de Souza, Antonio Augusto Franco Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-08T00:10:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_KarineMiranda_D.pdf: 6932327 bytes, checksum: 92b9fb104f8543695a1c804fd65bf912 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A cana-de-açúcar (Saccharum spp.) está entre as espécies de maior importância econômica no mundo, constituindo uma das principais fontes de produção de açúcar e álcool. Apesar do Brasil ocupar posição de destaque, como o maior produtor mundial, os níveis de produtividade são considerados baixos. Os programas de melhoramento para obtenção de novas variedades de cana-de-açúcar, mais produtivas e resistentes a pragas e doenças, podem ser acelerados com o desenvolvimento de marcadores genéticos, PCR específicos, fortemente ligados a genes que controlam as características de interesse. A utilização de marcadores em estudos de mapeamento genético e de QTL¿s (Quantitative Trait Loci) tem proporcionado um importante progresso no conhecimento da estrutura genômica e na genética da cana-de-açúcar. Sabe-se que os ESTs (Expressed Sequence Tags) apresentam grande potencial para serem utilizados com tais finalidades. O projeto de seqüenciamento de ESTs (SUCEST), do programa Genoma da FAPESP, identificou cerca de 43 mil clusters que representam os genes de cana-de-açúcar, potenciais para serem utilizados no desenvolvimento de marcadores genéticos. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver e mapear marcadores EST-SSRs em uma progênie derivada do cruzamento entre duas variedades pré-comerciais de cana-de-açúcar, complementando os programas de mapeamento genético desta população. Uma busca no banco de dados do SUCEST resultou na identificação de marcadores microssatélites ou SSRs (Single sequence repeats) em 2005 clusters. Trezentos e setenta e dois locos EST-SSRs foram desenvolvidos e analisados e, destes, 149 foram selecionados para estudo de mapeamento genético. Um total de 2303 marcadores polimórficos (SSRs, EST-SSRs, RFLPs, EST-RFLPs e AFLPs) foi identificado nos 100 indivíduos da progênie F1, dos quais 1669 (72%) eram marcadores em dose simples (1:1 e 3:1), segregantes na população. As análises de mapeamento foram baseadas na metodologia de identificação de marcadores em dosagem única no genoma, com o auxílio dos programas JoinMap (versão 3.0) e OneMap. Para a formação dos grupos de co-segregação (GCs) utilizou-se LOD 5 e fração de recombinação de 0.35. A função de mapeamento de Kosambi foi adotada para conversão das freqüências de recombinação em distâncias de mapa em centiMorgans (cM). Dos 1669 marcadores segregantes, 664 (40%) foram distribuídos em 192GCs, gerando um mapa com 6261.1 cM de comprimento. Os 192 GCs foram agrupados em 14 prováveis grupos de homologia. Cento e treze dos 149 EST-SSRs avaliados foram mapeados e apresentaram homologia a genes conhecidos de outras espécies. A adição dos marcadores provenientes de seqüências expressas, aumentou a cobertura e densidade do mapa prévio desta população, possibilitando também a construção do primeiro mapa funcional de cana-de-açúcar. Os EST-SSRs desenvolvidos têm potencial de utilização na detecção de QTL¿s associados a características de importância econômica para a cultura da cana-de-açúcar / Abstract: Sugarcane (Saccharum spp.) is one of the most important cash crops, highly contributing towards the production of raw sugar and bioethanol produced worldwide. Even though Brazil is the major producer, sugar yield is considered low. Breeding programs for the attainment of new improved sugarcane varieties, which are more productive and more resistant to plagues and illnesses, could be sped up with the development of genetic markers that are PCR-specific and strongly linked to genes that control the desired agronomic traits. The use of genetic markers in genetic mapping and QTL (Quantitative Trait Loci) studies has allowed important progress in the knowledge of the genomic structure and genetics of sugarcane. It is a known fact that the ESTs (Expressed Sequence Tags) have great potential to be used with such purposes. The Sugarcane Expressed Sequence Tag Project (SUCEST) has identified about 43000 clusters that represent the sugarcane genes with a potential to be used in the development of genetic markers. In this context, the objective of the present work was to develop and map EST-SSR markers in a progeny obtained by the cross between two pre-commercial sugarcane varieties, complementing the genetic mapping programs of this population. A search in the SUCEST database resulted on the identification of the microssatellites or SSR (Single sequence repeats) markers in 2005 clusters. Thus, three hundred and seventy two EST-SSR loci had been developed and analyzed and, out of these, 149 were selected for mapping analyses. A total of 2303 polymorphic markers (SSRs, EST-SSRs, RFLPs, EST-RFLPs and AFLPs) were identified among the 100 F1 individuals, of which 1669 (72.5%) were single dose (SD ¿ segregated 1:1 and 3:1) markers. Map analyses were carried out using JoinMap (version 3.0) and OneMap algorithm, based on a single-dose marker approach. The linkage relationships of simplex markers were determined at a LOD score threshold of 5 and a recombination fraction threshold of 0.35 and map distances were derived from the recombination fraction using the Kosambi function. Out of these 1669 SD markers, 664 (40%) were scattered onto 192 co-segregation groups (CGs) with a total estimated map length of 6261.1 cM. Using both genomic and EST-derived SSR and RFLP, 120 of the 192 CGs were formed into fourteen putative homology groups (HGs). One hundred and thirteen of the 149 EST-SSRs evaluated were mapped and presented homology to previously studied genes of other species. The addition of the EST-derived markers increased the coverage and density of the previous map of this population, which also enabled the construction of the first functional linkage sugarcane map. The EST-SSRs developed have the potential to be used in the detection of QTLs associated to important economic traits for sugarcane culture / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutor em Genetica e Biologia Molecular